直流電動機是依靠直流工作電壓運行的電動機
，廣泛應用於收錄機、錄像機、影碟機、電動剃須刀、電吹風、電子表
、玩具等。

有刷DC電機

刷式直流電機是現有曆史最久的電機拓撲之一。它們將固定刷子安裝在定子機座上

，摩擦轉子上的換向片，而後者又連接至旋轉的線圈段(duan)。隨(sui)著(zhe)電(dian)機(ji)旋(xuan)轉(zhuan)，不(bu)同(tong)轉(zhuan)子(zi)線(xian)圈(quan)不(bu)斷(duan)連(lian)接(jie)和(he)斷(duan)開(kai)，這(zhe)樣(yang)轉(zhuan)子(zi)產(chan)生(sheng)的(de)淨(jing)磁(ci)場(chang)相(xiang)對(dui)於(yu)定(ding)子(zi)機(ji)座(zuo)就(jiu)是(shi)固(gu)定(ding)的(de)
，且(qie)通(tong)過(guo)定(ding)子(zi)磁(ci)場(chang)正(zheng)確(que)定(ding)向(xiang)，從(cong)而(er)產(chan)生(sheng)扭(niu)矩(ju)。當(dang)換(huan)向(xiang)片(pian)旋(xuan)轉(zhuan)過(guo)刷(shua)子(zi)時(shi)，這(zhe)些(xie)特(te)定(ding)轉(zhuan)子(zi)線(xian)圈(quan)段(duan)的(de)電(dian)觸(chu)頭(tou)將(jiang)會(hui)斷(duan)開(kai)。由(you)於(yu)轉(zhuan)子(zi)線(xian)圈(quan)是(shi)電(dian)感(gan)的(de)
，而(er)電(dian)感(gan)器(qi)生(sheng)成(cheng)高(gao)回(hui)掃(sao)電(dian)壓(ya)來(lai)抵(di)抗(kang)電(dian)流(liu)變(bian)化(hua)

，因(yin)此(ci)刷(shua)子(zi)和(he)斷(duan)開(kai)的(de)換(huan)向(xiang)片(pian)之(zhi)間(jian)會(hui)產(chan)生(sheng)火(huo)花(hua)。這(zhe)些(xie)火(huo)花(hua)會(hui)導(dao)致(zhi)很(hen)多(duo)負(fu)麵(mian)結(jie)果(guo)，如(ru)電(dian)噪(zao)聲(sheng)、效xiao率lv降jiang低di，以yi及ji某mou些xie情qing況kuang下xia的de危wei險xian操cao作zuo。此ci外wai，刷shua子zi必bi須xu安an裝zhuang彈dan簧huang來lai抵di抗kang換huan向xiang片pian
，以yi確que保bao電dian接jie觸chu良liang好hao。這zhe進jin一yi步bu降jiang低di了le效xiao率lv，需xu要yao定ding期qi維wei護hu更geng換huan刷shua子zi。

盡管有諸多劣勢，但刷式直流電機有一顯著優勢：chengben。youyukongzhishuashizhiliudianjixiangduijiandan
，yincihaiguangfanyongyuxitongchengbenshizhuyaoqudongyinsudeyingyongzhong。zaishiyongyongjiucixingshengchengdingzicitongdetuopuzhong
，chanshengdesudu/niujuquxianfeichangyouxianxingtezheng。yinci
，shuashizhiliudianjililaichangyongyugongyesifuyingyong，suduheniujufenbieyusuoyingyongdedianyahedianliuchengzhengbi。danshi，bandaotiqijiandediejiashidedianyuanzhuanhuanhekongzhidechengbenjiangdi。yinci
，xuduozhiliudianjibeijiaoliudianjisuoqudai，houzhedailailexiaolvhekekaoxingtigaodengyoushi。

刷shua式shi直zhi流liu電dian機ji的de主zhu題ti多duo種zhong多duo樣yang
，如ru直zhi流liu並bing聯lian電dian機ji和he通tong用yong電dian機ji
，兩liang者zhe都dou使shi用yong定ding子zi線xian圈quan代dai替ti永yong久jiu磁ci性xing。在zai直zhi流liu並bing聯lian電dian機ji中zhong，定ding子zi線xian圈quan與yu轉zhuan子zi電dian路lu並bing聯lian

；而(er)在(zai)通(tong)用(yong)電(dian)機(ji)中(zhong)，定(ding)子(zi)線(xian)圈(quan)與(yu)轉(zhuan)子(zi)串(chuan)聯(lian)。通(tong)用(yong)電(dian)機(ji)在(zai)家(jia)電(dian)應(ying)用(yong)中(zhong)尤(you)其(qi)常(chang)用(yong)，因(yin)為(wei)它(ta)具(ju)有(you)高(gao)啟(qi)動(dong)扭(niu)矩(ju)
，可(ke)以(yi)高(gao)速(su)運(yun)行(xing)。隻(zhi)需(xu)添(tian)加(jia)串(chuan)聯(lian)晶(jing)閘(zha)管(guan)並(bing)進(jin)行(xing)交(jiao)流(liu)相(xiang)位(wei)控(kong)製(zhi)
，便(bian)可(ke)輕(qing)鬆(song)對(dui)通(tong)用(yong)電(dian)機(ji)進(jin)行(xing)速(su)度(du)控(kong)製(zhi)。但(dan)是(shi)，刷(shua)子(zi)/換向器結構常見於這些電機類型
，因此它們具有標準 PM 刷式直流電機相同的劣勢。

無刷直流電機 (BLDC)

無刷直流(BLDC)dianjikeyixiangxiangchengyushuashizhiliudianjijieranxiangfan，qizhongyongjiucixingzaizhuanzishang，erraoxianzaidingzishang。yinci，gaidianjimeiyoushuazihehuanxiangqi
，xiaochuleyushuashizhiliudianjichanshenghuohuaxiangguandelieshi。

圖題：無刷直流電機 (BLDC)

該電機被稱為直流電機，是因為其線圈通過直流電源驅動，而直流電源是按預定順序的形式應用到不同的定子線圈。 這一過程稱為換向。但是，BLDC 並不恰當，因為該電機實際上屬於交流電機。 在(zai)電(dian)路(lu)循(xun)環(huan)過(guo)程(cheng)中(zhong)，每(mei)個(ge)線(xian)圈(quan)中(zhong)的(de)電(dian)流(liu)正(zheng)負(fu)交(jiao)替(ti)。定(ding)子(zi)一(yi)般(ban)是(shi)凸(tu)極(ji)結(jie)構(gou)
，旨(zhi)在(zai)產(chan)生(sheng)梯(ti)形(xing)反(fan)電(dian)動(dong)勢(shi)波(bo)形(xing)，盡(jin)可(ke)能(neng)符(fu)合(he)所(suo)應(ying)用(yong)的(de)換(huan)向(xiang)電(dian)壓(ya)波(bo)形(xing)。但(dan)是(shi)實(shi)際(ji)上(shang)很(hen)難(nan)做(zuo)到(dao)，產(chan)生(sheng)的(de)反(fan)電(dian)動(dong)勢(shi)波(bo)形(xing)通(tong)常(chang)更(geng)像(xiang)正(zheng)弦(xian)
，而(er)非(fei)梯(ti)形(xing)。因(yin)此(ci)，PMSM 電機使用的許多控製技術（如場定向控製）同樣適用於 BLDC 電機。

對BLDC電機的另一個誤解是關於其如何驅動。不同於開環步進應用中驅動的定子線圈決定轉子位置，在 BLDC 電機中，轉子位置決定要驅動哪個定子線圈。定子磁通矢量位置必須與轉子磁通矢量位置保持同步（而非相反），yishidianjicaozuoshunchang。yaoshixianzheyimude
，xuyaolejiezhuanziweizhilaiquedingyaoqudongdedingzixianquan。xianyouduozhongjishukeshixianzheyimude，danzuichangyongdejishushishiyonghuoerxiaoyingchuanganqijiankongzhuanziweizhi。yihandeshi，zhexiechuanganqijiqixiangguanlianjieqihexianshuhuizengjiaxitongchengben，bingjiangdikekaoxing。

為減少這些問題

，已有多種技術開發出來用於消除這些傳感器，進而實現無傳感器操作。 多數技術依靠在電機旋轉時，從定子繞線的反電動勢波形中提取位置信息。 danshi，yikaofandiandongshichuangandejishuzaidianjixuanzhuanhuanmanhuojingzhishibianwuyongwuzhidi

，yinweicishifandiandongshiboxinghenruohuogenbenbucunzai。yinci，womenbuduankaifaxinjishu
，yizaidizhuansuhuolingzhuansushicongqitaxinhaozhonghuoquzhuanziweizhixinxi。

BLDC 電機在效率額定值方麵占絕對優勢
，一般可達到 95% 左右。 當前對新非晶合金材料的研究正在將這一數字推向新高。已有報道稱 100W 範圍內效率為 96%。 BLDC 電機還在爭奪"世界最快電機"之稱，部分電機速度可達到數十萬 RPM（其中一項應用中已報道 400K RPM）。

最常用的 BLDC 電機拓撲使用 3 相定子結構。 因此，標準的 6 晶體管反向器是最常用的功率級

，如圖所示。根據運行要求（有傳感器與無傳感器、換向與正弦、PWM 與 SVM 等）
，有很多不同的方法可驅動晶體管來達到所需目標，此處不一一列舉。這對一般位於微控製器中的 PWM 發生器的靈活性提出了極高要求。

有刷電機優缺點

優點：

a) 變速平穩，幾乎感覺不到振動
；
b) 溫升低，可靠性好
；
c) 價格低
，所以被較多廠家選用。

缺點：

a) 碳刷易磨損，更換較為麻煩
，壽命短

；
b) 運行電流大，電機磁鋼易退磁，降低了電機與電池的作用壽命。

無刷電機的優缺點

優點：

a) 電子換向來代替傳統的機械換向，性能可靠
、永無磨損
、故障率低
，壽命比有刷電機提高了約6倍，代表了電動車的發展方向
；
b) 屬靜態電機
，空載電流小
；
c) 效率高；
d) 體積小。

缺點：

a) 低速起動時有輕微振動，如速度加大換相頻率增大，就感覺不到振動現象了
；
b) 價格高，控製器要求高
；
c) 易yi形xing成cheng共gong振zhen，因yin為wei任ren何he一yi件jian東dong西xi都dou有you一yi個ge固gu有you振zhen動dong頻pin率lv，如ru果guo無wu刷shua電dian機ji的de振zhen動dong頻pin率lv與yu車che架jia或huo塑su料liao件jian的de振zhen動dong頻pin率lv相xiang同tong或huo接jie近jin時shi就jiu容rong易yi形xing成cheng共gong振zhen現xian象xiang

，但dan可ke以yi通tong過guo調tiao整zheng將jiang共gong振zhen現xian象xiang減jian小xiao到dao最zui小xiao程cheng度du。所suo以yi采cai用yong無wu刷shua電dian機ji驅qu動dong的de電dian動dong車che有you時shi會hui發fa出chu一yi種zhong嗡weng嗡weng的de聲sheng音yin是shi一yi種zhong正zheng常chang的de現xian象xiang。
d) 腳踏騎行時較費力，最好是電力驅動與腳踏助力相結合。

無刷直流電機選型

無刷直流電機選型時需參考的主要參數有以下幾點：

最大扭矩：可以通過將負載扭矩、轉動慣量和摩擦力相加得到，另外，還有一些額外的因素影響最大扭矩如氣隙空氣的阻力等。

平方模扭矩：可以近似的認為是實際應用需要的持續輸出扭矩
，由許多因素決定：最大扭矩、負載扭矩
、轉動慣量、加速、減速及運行時間等。

轉速：這是有應用需求的轉速，可以根據電機的轉速梯形曲線來確定電機的轉速需求
，通常計算時要留有10%的餘量。